Jas, kontrast a radčin zákon grafických editorů

Základní operací při upravování jakéhokoli digitálního obrázku je správné nastavení celkového jasu a kontrastu. Je to vlastně totéž, jako volba expozice a gradace papíru nebo filtrace při zvětšování. Jak na to, aby výsledek k něčemu vypadal, si postupně povíme v následujících třech dílech seriálu o čudlíkování. Dnes začneme tím, kudy cesta nevede a proč.

radčin zákon grafických editorů:
Funkce, jejíž název odpovídá tomu, co chceme udělat, je zpravidla k danému účelu ta nejméně vhodná.

Výše uvedený zákon je samozřejmě žert, i když ne tak docela. V celé řadě případů je totiž pravdivý, až běda. Úpravy jasu a kontrastu fotografií v digitální podobě jsou přímo zářným příkladem situace, kdy toto heslo platí do puntíku.

Zapomeňte na standardní funkce jas a kontrast. K úpravám jasu a kontrastu fotografií jsou prakticky nepoužitelné!

Myslíte, že si vymýšlím? Že přece u softwaru, jako je třeba Photoshop, který používají tisíce profesionálů, musí takové základní funkce jako jas a kontrast fungovat? Ale ano. Máte pravdu. Ony fungují a dokonce i dělají přesně to, co jejich název napovídá. Bohužel ovšem ne tak, jak to potřebujeme my, fotografové. Pojďte se na vlastní oči přesvědčit.

Základní skutečností, kterou je třeba si uvědomit a mít vždy na paměti, je, že (až na zcela mizivé procento světlých výjimek) každá fotografie vypadá nepěkně, není-li na ní přítomna, byť třeba ve stopovém množství, opravdu bílá bílá a opravdu černá černá.

Toto pravidlo platí jak u klasické fotografie (viz např. Šmokova skripta Teorie skladby fotografického obrazu), tak pochopitelně i u digitálních obrázků. Černá a bílá jsou relativní pojem, vždy záleží na zvoleném médiu a na okolí fotografie. U papírové fotografie např. „čistě bílá“ znamená obvykle „stejně bílá, jako samotný papír“ (tj. např. jako neexponovaný okraj fotografického papíru). U digitálního obrázku to máme ale velmi jednoduché. Tóny jsou očíslované a použitá škála je sama relativní. Pokud např. pracujeme s osmibitovým černobílým obrázkem, pak 0 (u barvy 0, 0, 0) znamená, „nejčernější černá, které je výstupní zařízení schopno“, zatímco 255 (u barvy 255, 255, 255), „nejbělejší bílá, které je výstupní zařízení schopno“. Takže jediné, co vlastně potřebujeme zařídit, je, abychom v obrázku vždy měli jak pixely, které mají hodnotu 0 (respektive u barvy 0, 0, 0), tak i takové, které mají hodnotu 255 (u barvy 255, 255, 255). Pokud tyto hodnoty v obrázku nebudou, bude fotografie vypadat jako ošklivá šedivka, a to zejména pokud bude mít divák srovnání – např. s čistě bílým nebo černým pozadím, částí rámečku, nebo textem, který fotografii doprovází. U barevné fotografie může jít místo o šedivost o barevný nádech, ale takové detaily ponechme zatím stranou.

Standardní funkce jas a kontrast nejsou pro úpravy jasu a kontrastu fotografií vhodné, protože dělají z bílé a černé šedou.

Ukázky jsou dělané ve Photoshopu, ale v ostatních grafických editorech je situace obdodobná. Na Obr. 1 vidíte okno kombinované funkce jas a kontrast ve Photoshopu, které se vám objeví, zvolíte-li Image > Adjust > Brightness/Contrast. K dispozici zde máte dvě šoupátka – jedno pro jas (brightness), druhé pro kontrast (contrast, jak jinak). Vezměme si jednoduchou škálu tónů od černé po bílou a podívejme se, co se stane, když šoupátky zahýbáme. Výsledek vidíte na Obr. 2. Pro názornost jsem do obrázku doplnila i číselné hodnoty tónů.

Okno funkce jas/kontrast
Obr. 1 – Okno kombinované funkce Brightness/Contrast (jas/kontrast)ve Photoshopu

Transformace ČB škály funkcemi jas a kontrast
Obr. 2 – Transformace černobílé škály tónů funkcemi jas a kontrast

Celý problém spočívá v tom, že pracujeme s daným omezeným rozsahem hodnot 0 až 255 a jednoduché operace, které by u nekonečné škály fungovaly rozumně, mají s konečnými krajními hodnotami potíže. Jak vidno na Obr. 2, když obrázek zesvětlíme posunutím šoupátka doprava, všechny tóny se zesvětlí rovnoměrně. Všem se hodnota zvýší o stejné číslo. (O tolik, o kolik jsme posunuli šoupátko jasu. Na Obr. 2 o 40.) Tím pádem ovšem černá přestane být černou a stane se šedou. Čistě černá bude v transformovaném obrázku zcela chybět. Jinak by totiž původní obrázek byl musel obsahovat i záporné hodnoty, což není možné. Naopak, když obrázek ztmavíme, všechny tóny se rovnoměrně ztmaví tak, že jejich číselné hodnoty se posunou dolů o stejné číslo. Kterýmžto pádem se ale ztamví i bílá a stane se z ní šedá. Pro změnu tak bude chybět pravá bílá. To ovšem zdaleka není všechno. Napsala jsem sice všechny tóny, ale to není tak docela pravda. Nic nemůže být tmavší než černá a nic nemůže být světlejší než bílá. Co se stane je, že všechno, co by se dostalo mimo rozsah 0 až 255, se na tento rozsah nemilosrdně ořeže. Pixelům, které by po transformaci měly mít zápornou hodnotu, se přiřadí 0. Těm, které by přesáhly 255, se dá hodnota 255. Tudíž se při zesvětlování všechny nejsvětlejší tóny slijou v čistě bílou, a naopak při ztmavování se všechny nejtmavší tóny spojí v čistou černou. Což ovšem znamená, že:

Kromě zešednutí černé a bílé také ztrácíme detaily ve světlech, respektive ve stínech.

Nejhorší na tom je, že tato změna je navíc nevratná, protože jakmile jednou dva tóny mají stejné číslo, tak splynou, stanou se jedním a už je nejde nijak odseparovat.

Funkce kontrast se chová podobně nemravně. Funguje tím způsobem, že se tóny přeškálují tak, že jejich vzdálenost od střední šedé se proporcionálně zvětší nebo zmenší, tj. u všech tónů se tato vzdálenost vynásobí nebo vydělí stejným faktorem. Na Obr. 2 dole vidíme názorně, co se stane. Pokud kontrast tímto způsobem snížíme, původně čistě černá a bílá se posunou ke střední šedé, alias zešednou. Na fotografii bude zcela chybět jak černá, tak i bílá. Pokud kontrast pomocí této funkce zvýšíme, tak protože vzdálenost každého tónu od středu se vynásobí stejným faktorem, čím dál je tón od středu, tím více se změní. Tzn. střední tóny se prakticky nezmění, zatímco hodně tmavé tóny hodně ztmavnou a hodně světlé hodně zesvětlají. To sice zní na první poslech velmi rozumně (chceme přece zvětšit kontrast), nicméně jen do té doby, než si uvědomíme, že cokoli, co vypadne ven z rozsahu 0 až 255, se nemilosrdně ořeže na černou a bílou (0 a 255). Při zvýšení kontrastu tímto způsobem nám proto značné množství tmavých tónů splyne v čistě černou a stejně tak světlé tóny mají tendenci se slít v čistě bílou. Jinými slovy, ztratíme veškeré detaily jak ve světlech, tak ve stínech.

Na Obr. 4 vidíme důsledky použití funkcí jas a kontrast na opravdové fotografii. Jak nežádoucí zešednutí černé a bílé, tak i ztráta detailů ve světlech a stínech jsou zde zcela jasně patrné. Pro názornost je použitá černobílá fotografie, nicméně u barevných obrázků je situace zcela obdobná.

Funkce jas a kontrast aplikované na ČB fotografii
Obr. 3 – Funkce jas a kontrast aplikované na ČB fotografii. Poučití těchto funkcí vede k zešednutí fotografie a ztrátě detailů ve světlech a ve stínech.

Co s tím? Nepoužívejte ke ztmavování a zesvětlování funkce jas a kontrast, používejte úrovně (levels) a křivky (curves). O tom, jak se tyto funkce fungují a jak s nimi zacházet si povíme v dalších dílech seriálu.

21 komentářů u „Jas, kontrast a radčin zákon grafických editorů“

    • RE: …

      Uz to mam rozepsane, ale vzhledem k tomu, ze vsechno pohromade by to bylo prilis dlouhe, tak jsem to takhle naporcovala. Pokracovani priste. :-)))

      Odpovědět
  1. to je vyborne 🙂

    Radko,
    to je vyborne ….. To je to co mi v posledni dobe chybelo ke stesti …. :))))
    jen prosim moc dlouho necekej se servirovanim dalsich casti ;-D

    ahoj sasos

    Odpovědět
  2. a co dál

    Jak kdosi kdesi správně postřehl, jas a kontrast se podle Radky zásadně neupravuje funkcí jas a kontrast a doostřujeme výhradně funkcí rozostřit :o). Co se ještě nedozvíme. Radko, sice jsem už narazil na návody, jak správně doostřovat obrázky, ale takový článeček jak to umíš ty, s konkrétními příklady a vychytávkami, bych ocenil možná nejen já. Nechystáš se na to?

    Odpovědět
  3. nejen radčin zákon grafických editorů

    A tak doufám a věřím, že i já se dočkám výuky na téma jak správně provádět částečné i úplné plošné změny v barevnosti (aby zelená přestala býti ”patentovaná” 🙂 obrázků, pokud jde o jednu barvu, jakož i kupříkladu jak správně nahradit plechovou oblohu a tak všelijak podobně. Tisíce děkovných mailů předem i zadem. Tenhle seriál bude sledovat velmi pozorně. Díky.

    Odpovědět
  4. Hmmm…

    Neviem, ci je to celkom “kosher” upravovat vo Photoshope nejaku hodnotu o +40 ci -40 a potom to predlozit citatelovi s komentarom, ze takto to nejde. Ak by sa (odhadom)podobne hodnoty pouzili v Levels alebo Curves, vysledky by boli rovnako nepouzitelne. Priame upravy kontrastu a jasu SU POUZITELNE a pouzivane v beznej praxi, len sa s nimi musi zaobchadzat jemne, koniec koncov ako so vsetkymi cudlikmi.

    Odpovědět
    • RE: Hmmm…

      Hodnotu 40 jsem samozrejme zvolila, aby zesednuti a sliti tonu bylo do oci bijici a cisla naprosto jasne demonstrovala to, co chci ctenarum sdelit. K temuz efektu, i kdyz o neco slabsimu, dochazi pochopitelne ale i pri pouziti nizsich hodnot. To nezadouci zesednuti a sliti tonu tam proste je, pri jakkoli jemnem zachazeni. Pravda, pri tech uplne nejjemnejsich upravach to nemusi byt ani videt, jenze pak neni videt cela uprava. Kdyz nevidim, jak ztmavla bila, nevidim ani jak ztmavly ostatni tony (vsechny prece ztmavly o stejnou hodnotu!). K cemu takova uprava je?

      To ze se s cudliky musi zachazet jemne, je nesmysl. Muze se s nimi zatracene zatocit, jen musi clovek trochu vedet, co dela: co funguje a co ne. Specialne u cernobilych obrazku se daji delat hodne velka kouzla. Ztmavit fotku (nebo jen jeji cast) o 40 urovni, patri mezi ty mensi. Me osobne k tomu, abych cudliky zacala poradne kroutit inspirovala kniha Bartlett, Tarrant: Black & White – Photographic Printing Workshop. Ta kniha neni o cudlikovani, ale o klasickem zvetsovani. Kdyz jsem tam videla, kolik se toho da udelat s celkem fadnim zaberem pod zvetsovakem jen pomoci spravne volby expozice, kontrastu a nadrzovanim, zacala jsem totez zkouset na pocitaci. A ono to jde. A mnohem snaz nez ve fotokomore.

      Urovne a krivky ztransformuji skalu tonu uplne jinak nez funkce jas. Fotografite se vizualne celkove zesvetli nebo ztmavi tim, ze se zesvetli a ztmavi zejmena stredni tony. Svetle a tmave tony se skoro nezmeni a proto nezesednou ani se tolik neslevaji. Podrobnejsi vysvetleni a nazorne ukazky bude v pristim dilu serialu.

      Odpovědět
      • RE: RE: Hmmm…

        Trvam na tom, ze sa cudlikmi musi zaobchadzat jemne, len som pozabudol napisat ze vo farebnej fotografii. Neplati to samozrejme v pripade, ak chce autor vytvorit nieco experimentalne, ci graficke. Pokial sa tento serial ma zaoberat ciernobielou fotografiou, tiez by nebolo od veci to uviesť. Ocividne nie su cudliky ako cudliky.

        Odpovědět
        • RE: RE: RE: Hmmm…

          Tento serial se bude venovat upravam fotografii vseobecne, jak cernobilych, tak i barevnych. Principy jsou stejne. To o tom zesednuti a ztrate detailu pri pouziti funkce jas/kontrast plati pro barevne fotografie uplne stejne, jako pro cernobile. Jen na prikladu cernobile fotografie se to snaz vysvetluje, protoze se clovek nemusi zaobirat tim, ze tam jsou hodnoty tri. To, ze u barevne fotografie je clovek trochu vice omezen, co se rozsahu uprav tyka, je pravda, ale ani tam nemusi tocit cudliky vzdycky zrovna jemne. To, ze zatocis cudlikama poradne, zdaleka neznamena, ze nutne vytvoris neco experimentalniho, nebo grafickeho. Pokud tedy mezi experimentalni a graficka dila neradis i takove veci, jako je treba fotografie Karkuly, kterou jsem pouzila jako ukazku v clanku, tahle hotelova serie, nebo v barve treba tohle ci tohle.

          Odpovědět
        • RE: RE: RE: Hmmm…

          Abych jen tak neplkala, tak jeden nazorny priklad. Snad se mi sem podari pridat obrazek… Vlevo je prilis tmava fotka, uprostred fotka zesvetlena funkci jas, vpravo fotka zesvetlena funkci urovne. Mira zesvetleni je stejna – v obou pripadech jsou stredni tony zesvetlene o presne stejne mnozstvi urovni.

          Odpovědět
          • RE: RE: RE: RE: RE: Hmmm…

            Vlastne, kazdy si to moze vyskusat sam a posudit vysledky, tak naco flamewar. Ale aspon sme sa dopracovali od rezolutneho:
            >

            k podstatne miernejsiemu:
            >

          • Nejako to zblblo

            Vlastne, kazdy si to moze vyskusat sam a posudit vysledky, tak naco flamewar. Ale aspon sme sa dopracovali od rezolutneho:
            “To ze se s cudliky musi zachazet jemne, je nesmysl”
            k podstatne miernejsiemu:
            “u barevne fotografie je clovek trochu vice omezen, co se rozsahu uprav tyka”

    • RE: Hmmm…

      Problém není ani tak v hodnotách, jako v principu. Jas a kontrast je, jako kdybychom chytli tyčku jednou rukou za prostředek a chtěli ji prostrčit přesně dírou v tlusté zdi. Asi to dá dosti práce – musíme pořád kontrolovat, jestli některý chtěný detail na obrázku už nezahučel do absolutní černé či bílé.
      Křivky a úrovně jsou funkce, kterými tu tyčku chytíme za oba konce a ty nám nikam neutečou.

      Odpovědět
        • RE: RE: RE: Hmmm…

          Radko, jeste bych tve odsouzeni funci jas a kontrast zjemnil. Ono totiz kdyz nekterou tuto funkci pouzijes jen na cast snimku, tak to nmusi byt vubec spatne….

          Odpovědět
          • RE: RE: RE: RE: Hmmm…

            O upravach casti snimku bude rec nekdy pozdeji. Funkce jas a kontrast se u casti snimku skutecne da nekdy pouzit, nicmene i tam neni moc vhodna pro normalni ztmavovani snimku (to je zase obvykle lepsi provadet pomoci urovni nebo krivek), ale napr. se nekdy hodi, kdyz mas nekde vypalena svetla a chces je zamaskovat.

  5. kude_vede_cesta_dal

    Moc prima prispevek, jeden si vlastne neuvedomi, ze je ostre limitovan hodnotami 0 az 255. Protoze mi nezbyva, nez se cudlikovaním taky zabyvat, moc bych uvital cestu k pokracovani (dokonceni) tohoto prospesneho serialku.
    Dekuje Otak

    Odpovědět
  6. Vylepsovat dokonale fotky

    Vyborne povedane co urobi jas a kontrast. Podla mna vsak na fotke s takouto krasnou a rovnomernou gradaciou (0-255) sa akekolvek upravy prejavia negativne (ci uz to bude jas a kontrast alebo krivky a histogram), iba ak by to bol umelecky zamer. Ak by sme zobrali ako zdrojovy material fotku so skalou napr. od 30 do 150 (priklad podexponovany zaber foteny za skaredeho pocasia) z ktoreho chceme nieco vycarit, tak pozadovany vysledok dosiahneme zvysenim jasu (korekcia expozicie). Teraz mozeme zvysit kontrast, ale vtedy asi prideme o atmosferu “skaredosti”.
    No uprimne povedane, tiez by som to asi takto nerobil. Chcel som len poukazat, ze jasom a kontrastom sa daju upravit specificke fotky tiez.

    Odpovědět

Napsat komentář